Зеркальный мир

В простейшем случае, когда длина коромысла и кривошипа одинакова, мы имеем параллельный кривошипный механизм, или шарнирный параллелограмм. Он знаком нам по системе тяг и рычагов на колесах паровозов. Шатун с коромыслом и кривошипом можно соединить и таким образом, чтобы они описывали противоположно направленные, зеркально расположенные круги. При соответствующим образом подобранной длине коромысло будет совершать лишь качательные движения вперед-назад, в то время как кривошип станет двигаться по кругу. На этом принципе работают некоторые из первых изобретенных человеком машин, таких, как прялка и швейная машина с ножным приводом. В обоих случаях «коромысло» посылается ногой вниз. Вследствие этого начинает вращаться маховое колесо (кривошип). Его размах (или, как говорят в технике, маховой момент) должен быть достаточно велик, чтобы опять привести коромысло в исходное положение.

Пантограф - приспособление в виде шарнирного параллелограмма для перечерчивания чертежей в измененном масштабе

Вернемся еще раз к простому шарнирному параллелограмму. Шкатулка для рукоделия или инструментальный ящик помогут понять, как функционирует этот механизм.

Наверное, вы знакомы с чертежным прибором. В нем совместно действуют два параллельных кривошипно-шатунных привода, чем достигается параллельное перемещение линейки. Но интереснее всего, на мой взгляд, устройство пантографа - приспособления для копирования чертежей в измененном масштабе. В нем обошлись без неподвижного отрезка с двумя опорами, который заменен единственной неподвижной опорой (А), вынесенной за пределы шарнирного параллелограмма. Вторая «опора» (В) может свободно двигаться, в ней закреплен карандаш или штифт для обводки чертежа. При этом вся система выполняет соответствующие движения. Здесь используется тот геометрический факт, что существует точка, которая, будучи точкой пересечения удлиненного шатуна с линией АВ, повторяет все движения В, выполняя их в пропорционально увеличенном виде. В этой точке С находится второй карандаш или грифель, который, повторяя все движения, производимые В, вычерчивает увеличенное изображение.

Само собой разумеется, что можно поступать и наоборот: обводя в С оригинал, получать в В его уменьшенное изображение. Этот же принцип используется в системе с небольшой фрезой, которая помещается в положение С. Она гравирует по шаблону (находящемуся в положении В) надписи и рисунки одинакового начертания, но разных размеров.

Кривошипно-коромысловый механизм, состоящий из неподвижной станины и подвижных коромысла и кривошипа, которые связаны между собой шатуном

При некотором воображении можно так перестроить пантограф, что он будет воспроизводить увеличенный шрифт в зеркальном виде. Для этого шатун и станину следует установить крест-накрест. Подобный способ особенно необходим в тех случаях, когда хотят получить отпечатки с оригинала. Ведь оттиск представляет собой зеркальное отражение изображения на печатной доске.

Широко известны жанровые картины английского художника Хогарта (1697-1764), изображающие сцены из жизни Англии XVIII в. С этих картин делались гравюры на меди. На печатной доске гравюра соответствовала картине, поэтому после печатания оттиск представлял собой ее зеркальное отражение. В данном случае граверу следовало бы воспользоваться пантографом.

Мы обязаны немецкому физику и мыслителю Г. X. Лихтенбергу (1742-1799) проникновенным описанием этих картин. Будучи физиком, Лихтенберг не преминул с помощью зеркал привести гравюры в согласие с теми картинами, которые послужили их оригиналами.

Мы уже знаем, что круговое движение кривошипа может иметь своим следствием качательное движение коромысла (и наоборот). С помощью надлежащих удлинителей шатуна и путем введения дополнительных элементов можно создать еще много других фигур. Причем важно, что существует также возможность преобразовать постоянную скорость вращения кривошипа в переменные движения, что сулит большие технические преимущества. Часто при обработке какого-либо изделия желательно перемещать его с постоянной скоростью, а после обработки возвращать тем же путем назад, но побыстрее. Кривошипно-шатун-ные передачи - один из возможных путей решения подобных задач, когда требуется изменить одновременно и направление, и скорость движения, оставив при этом в неприкосновенности направление, в котором действует приводной механизм системы.

ПОЭЗИЯ В ЗЕРКАЛЕ

Зеркальным отражением слов или фраз - игрой в слова - когда-нибудь занимались почти все. Но, пожалуй, не каждый знает, что так же играет и эхо, оно как бы возвращает нам зеркально отраженные слова. В школе нас учили, что волна это всегда волна. Неважно, будут ли это морские или звуковые волны, свет или рентгеновские лучи. Хотя длина этих волн различна, но физические законы, управляющие ими и подобные законам отражения или преломления, одинаково справедливы для всех видов волн.

Удовольствие, которое доставляет нам эхо, не зависит от возраста, его испытывают и стар и млад. В подходящих для этого местах люди кричат, поют, а то и пускают трели на тирольский лад. Какой длины слова или фразы способно возвращать нам эхо, зависит от расстояния между кричащим и отражающей стеной, которая, подобно оптическому зеркалу, должна быть непроницаемой и ровной (по отношению к длине волны). Такая стена не будет «глотать» волны, а станет отбрасывать их назад. Наконец, угол падения должен быть таким, чтобы отраженный звук не ушел невесть куда, а вернулся обратно к нам. Лишь в том случае, если все перечисленные условия выполнены, мы слышим эхо. Поэтому существует не так уж много мест, где мы воспринимаем его. Удивительно, что люди все-таки ухитряются находить такие места.

Однако есть еще одно условие: чтобы эхо было слышимым, звук должен возвращаться с достаточно большой задержкой во времени. Вспомните, как медленно приходится говорить оратору на больших митингах под открытым небом, дабы эхо не сделало его слова неразборчивыми.

Строители театров, концертных залов и кинотеатров стремятся погасить отражение звука от стен. Ив то же время частичное отражение должно происходить, в противном случае помещение будет акустически мертвым. Концертные залы, прославленные своей акустикой, обладают хорошо выверенным соотношением между подавленным эхом и резонансным колебанием стен.

Пословица гласит: «Как аукнется, так и откликнется» - но это не совсем справедливо. Эхо возвращает лишь столько слогов, сколько укладывается по времени в расстояние кричащий - стена - кричащий. Этим объясняются такие сокращения слов, как

«Ма-шут-ка» - «ут-ка»,

«но-во-сел» - «о-сел».

Для возникновения многократного эха необходимо несколько отражающих стен. Особый случай отражения представляют собой так называемые «уголки шепотов», которые подчас демонстрируют в старых церквях или замках. Разговор в определенной точке помещения слышен в одном или нескольких точно установленных местах. В простейшем случае строители используют отражательные свойства эллипса. Нередко в романах можно встретить истории о том, как такие уголки шепотов использовались для подслушивания всякого рода тайн. Однако скорее всего уголки шепотов отнюдь не плоды злого умысла зодчего, а следствие случайных особенностей конструкции.

Поэты тоже нередко занимаются игрой в отраженные слова и фразы. Известное стихотворение Христиана Моргенштерна (Христиан Моргенштерн (1871-1914) - немецкий поэт неоромантической школы. Его оригинальные стихи часто носили пародийный, иронический характер. Очертаниям некоторых из них автор придавал четкий геометрический рисунок.
– Прим. перев) «Trichter» («Воронки») в оригинале выглядит так:

Zwei Trichter wandeln durch die Nacht.

Durch ihres Rumpfs verengten Schacht

flieBt weifies Mondlicht

still und heiter

auf ihren

Waldweg

u. s.

w.

Моргенштерн мастерски использовал букву w в качестве концовки, замыкающей графический рисунок стихотворения. Ее форма, очерчивающая контур стиха, имеет вертикальную плоскость симметрии (обратите внимание на то, что это стихотворение о воронках и само имеет форму воронки, а буква w напоминает две составленные воронки). [В русском алфавите буква w отсутствует, но переводчики попытались передать эту стихотворную шутку, по. возможности сохранив внешний облик стихотворения: